摘要：The design and optimization of actuators are difficult andcritical for the active-passive hybrid vibration control system. Inthis paper, an electromagnetic actuator model is establishedbased on Ohm’s Law for magnetic circuit considering theleakage flux. The 600N electromagnetic actuators are designedand optimized based on ANSYS simulation according to theengineering request. Its transient characteristics are studied. Theeffects of different structural parameters on its output force areanalyzed. The experimental results show that the structureparameters and output force characteristics of the designedelectromagnetic actuators satisfy the practical requirement.

摘要：船舶推进系统稳定性受到施加在螺旋桨上的负载及其本身的惯性效应的综合影响.论文聚焦非对称动力输入下的双缸推进系统,旨在通过理论建模、数值仿真和实验验证探究推进系统的动力学行为及其影响因素.首先,考虑传动系统的啮合刚度、齿面摩擦、齿侧间隙、非对称激励等时变、非线性因素,建立推进系统非线性动力学模型.其次,采用数值方法研究桨端负载及其惯性效应对于推进系统稳定性和振动响应的影响,揭示多参数影响下的系统复杂的动力学行为.最后,基于理论模型,构建并联推进系统综合实验平台,进一步研究了负载和惯性效应对于推进系统声振特性的影响.研究结果对于从动力学角度进行系统动力参数的设计和螺旋桨的结构优化具有积极意义.

摘要：声束的连续动态扫描在超声成像、水下目标定位和声呐通信等诸多领域发挥关键作用.传统方法通常依赖于发射装置的机械扫描或有源相控阵的波束整形来实时调控声束的空间指向性,存在成本高、尺寸大、主动控制系统复杂而精准操控困难等问题.本文提出并构建了一种基于无源声学超表面的紧凑型静态声呐器件,无需主动控制和机械移动,仅在单一声源的作用下即可实现声束的动态扫描操控.这种新型声呐器件由具有深度亚波长厚度的二值化振幅编码单元组合而成,能够将单一声源发射的梳状频率谱转化为具有相同频率和空间间隔的声焦点阵列,从而引入频率梯度这一新的声波操控自由度,并通过时空声干涉效应产生可连续旋转的动态扫描声束.实验结果验证了所设计超构声呐的高速、宽角度声束扫描性能.此外,通过与传统的相位梯度调控技术结合,该机制还可以对扫描声束的空间形态进行任意的调节.这种基于静态无源超构声呐的声束动态扫描机制为声波的时空调控开辟了新的研究范式,并有望在水下对抗、超声诊疗等重要领域产生实际应用价值.

摘要：万尼尔构型旨在描述万尼尔函数在实空间上的局域位置及其携带的电荷信息,这一物理概念的提出为刻画天然及人工晶体结构中的波函数提供了全新的视角.在二维高阶拓扑绝缘体中,万尼尔构型中的分数化电荷可以作为一种内禀的拓扑不变量来表征湮灭在体连续谱中的角模式.本文报告了一项基于测量谱电荷分布观测声学体系中万尼尔构型的实验研究.作者在构建的声子晶体中测得了表现为分数化谱电荷的拓扑角模式反常,这种模式反常可以作为一种易于观测的实空间拓扑指标对湮灭在体态中的拓扑角模式进行先验判别.在此基础上,通过将不同的万尼尔构型按照多种方式进行组合,将原本湮没在体连续谱中的角模式调制至带隙中.在组合后的声子晶体中,平庸相和非平庸相结构均可以作为包覆层,从而为在带隙中构造和调控拓扑角模式提供了一种新思路.该研究有望应用于设计高品质因子声谐振腔、声通信以及传感增强等领域.